畢業設計-少齒差行星減速器的設計(留存版)

　　

【正文】 的齒頂不會與插齒刀的過渡曲線接觸，不發生頂切現象的條件為： 少齒差行星減速器的設計 第 １３ 頁 共 37 頁 *39。1 2 12 22ta n ta n 1 ta nb az z zzz? ? ???? （ 18） 當 N2K2N2B2 時或者 22gb??? 時，外齒輪的齒頂不會進入內齒輪根部的過渡曲線，因此，不發生過渡曲線干涉的條件為： 39。齒輪 1 與 3 做成一個整體，齒輪 2固定，齒輪 4輸出，其傳動比的計算式為： 4 1314 23***H ZZZ Z Z Zi ? ? （ 4） 少齒差行星減速器的設計 第 ９ 頁 共 37 頁 3 漸開線少齒差內齒輪副的干涉和重合度的計算 由于漸開線少齒差內齒輪副的齒數僅相差一、二、三或四齒，因此正常切制的標準齒輪就不能進行正常的嚙合傳動，將會發生干涉現象，例如，嚙合過渡曲線干涉，切齒時頂切和根切，節點對齒頂，齒廓重疊干涉，徑向干涉以及齒頂和非漸開線部分的干涉。 按其輸出機構不同可分為三類： a．外齒輪輸出 b．內齒輪輸出 c．錐齒少齒差減速裝置 2．漸開線少齒差行星減速裝置的傳動比計算 漸開線少齒差行星減速器裝置的一個重要特點就是傳動比范圍大，它的傳動比可以采用多種方法計算，例如直觀推算法、作圖法以及相對速度等方法求得。 少齒差行星減速器的設計 第 ４ 頁 共 37 頁 b．減速 當偏心套轉動時，由于內齒輪與機座固定不動 ，迫使行星外齒輪既繞內齒輪作公轉又繞偏心套中心作低速自轉，從而達到減速的目的。 2K— V 型的曲柄式的少齒差行星傳動，在蘇聯早已用于采煤機械。 加工方便、成本較低 這種采用漸開線齒形的減速裝置，由于齒輪副的加工不需要特殊的刀具與專用設備，普通的漸開線齒輪刀具和齒輪機床就可以完成加工制造，材料也可以選用通用的齒輪材料，因此加工方便、制造成本低。經過幾十年的研究，減速器得到了飛速的發展，出現了各式各樣的新型減速器，目前國內外的動力齒輪傳動正沿著小型化、高速化、標準化、小振動、低噪音的方 向 發展，而行星齒輪傳動和少齒差及零齒差 內輪副的應用是當代齒輪傳動的一大特征，是具有上述發展方向的一個典型標志。 自 20 世紀 40 年代末，蘇聯的學者解決了 漸開線少齒差避免齒廓重疊干涉的計算方法以后，少 齒 差行星齒輪傳動猜得到廣泛應用。 國外目前主要有俄國 、日本、 美國 、 英國 、德國、瑞士等國家從事該方面的研制工作，產品主要用于小功率的傳動。 （ 3） 浮動盤式 這種結構形式較新穎，比銷軸式容易加工，使用效果好。 少齒差行星減速器的設計 第 ７ 頁 共 37 頁 雙內嚙合 2K— H 型（ NN 型）行星減速器裝置的傳動比計算 雙內嚙合 2K— H 型（ NN 型）行星減速裝置的傳動比計算可以分為以下三種情況。2 2 1211ta n ta n ta nz zzk zz? ? ?? ? （ 11） 當 N1K2N1K1 或 k g??? 時，則內齒輪齒頂不會進入外齒輪根部的過渡曲線區，也就是不會產生過渡曲線干涉，其不干涉條件為： 39。 N0P= 0tanbr ? , K0P= * 0()sinm ha x?? ， 0 b00022cosrrzzm ??? ，所以： N0K0= *00004 ( )ta n z s in 2bb ha xrr ? ??? （ 20） 式中 0x 為插齒刀的變位系數 ： * 0004 ( )ta n ta n z s in 2g h a x?? ????， 0g? 為過渡點的壓 少齒差行星減速器的設計 第 １２ 頁 共 37 頁 力角。1 01 0 01ta n 0( ta n ta n ) 0zaz ? ? ? ?? ? ? （ 29） 用插齒刀插制齒輪時，由于內齒輪的齒根圓大于齒頂圓，漸開線曲率半徑由齒頂到齒根越來越大，所以只要不發生頂切就不會發生根切。 2139。因在漸開線少齒差傳動中各種干涉條件的校核最為主要的是齒廓重疊干涉，由式（ 38）可知，當39。以上事實說明了少齒差內齒輪副重合度即使小于 1也能運轉正常的這一現象。 39。時， Qi 取得最大值，于是： m ax sinQi Q i?? （ 58） 且 max 14Q TwRwn? 銷軸的彎曲強度計算 銷軸是用壓配合裝在與輸出一體的圓盤上的，如 圖 24 所示，所在的銷軸在 maxQ 的作用下，按懸臂梁進行彎曲強度計算。1 1 1 111 ()HHH tP T F r? ? ???? （ 71） 式中： 1HP — 嚙合功率， 39。39。22211144w 1 1R w Z d w R w ( ) d wHwwZ d w i Z d wZZ? ? ? ???? ? ? ? ? ? （ 83） 由上式可知，增大 Rw 、 2 1()ZZ? 可使 w? 提高，而 2Hi 增加時 w? 相應降低，通常 w? =～ 。 驗算參數是否滿足設計要求 a、驗算重合度 由 1 1 2 21 [ ( ta n ta n ) ( ta n ta n ) ]2 z a z a? ? ? ? ??? ? ? ?，經驗算得 ? =＞ 1,滿足設計 少齒差行星減速器的設計 第 ３２ 頁 共 37 頁 要求。外徑 D=85mm， da=52mm。 P=， n=1500r/min。2222 22122T 1 1w4T 1+ 1+|TR w Z w dwHPwPw wZ dw i???? ???? ?? ? ? 經整理得：39。HHwv ? ?? 。39。其彎曲強度條件為：計算齒根應力 F? 不大于許 用的齒根應力 FH? ，即 F? ≤ FH? （ 52） FtFYbmF A V F FK K K K ??? ? ? ? ? ? (53) F l imS F m inFP RNSXY Y Y Y?? ? ? ? ? ? （ 54） 式中 Ft — 分度圓的圓周力， FY — 齒形系數 AK — 使用系數， VK — 動載荷系數 FK? — 關于彎曲強度計算的齒間載荷分配系數 FK? — 關于彎曲強度計算的齒向載荷分配系數 Flim? — 試驗齒輪的齒根彎曲極限應力 FminS — 齒根彎曲強度的最小安全系數 SY — 應力集中系數， XY — 尺寸系數， RY — 齒根圓角表面系數， NY — 彎曲強度的壽命系數。 實際上，行星外齒輪銷孔壁與銷軸的接觸點離中心 1O 的距離是不相等的，但相差不大，為計算反方便起見，視為近似相等，為銷孔中心圓半徑 Rw 。如 Z1=160， Z2=162， m=， 通過計算得知，從節點 P 算起在齒輪的第三個齒上，同內齒輪的嚙合弧相隔不到 。這個干涉要求條件并不高，只要能滿足齒廓不重疊干涉，節點對面的干涉也可以避免。22 1 1 1 2 21= + in vK O O Za aZin v in v in v? ? ?? ? ?? ? ? ? ? 39。 N1K1= 39。 39。( ) ta n ta nta n g b b b aN N K N r r rr ??? ??? ? ? （ 8） 式中 1g? 為過渡角， 0a? 為插齒刀齒頂圓壓力角。對行星的上述構件都加上一個角速度 ω H，則ω 1 變為 ω 1=ω 1ω H；ω 2=ω 2ω H，而ω H 變為 0，從而將行星輪系轉化為定軸輪系，可得： 圖 3 12Hi = 12HH??= 12HH??????= 21ZZ (1) 當內齒輪固定時的傳動比計算 少齒差行星減速器的設計 第 ６ 頁 共 37 頁 內齒輪固定即將 ω 2=0,高速軸（轉臂）輸入，行星外齒輪低速自轉輸出，計算傳動比為 1Hi ， 有 ： 12Hi = 12HH?? = 12HH??????=1 12?? 11 Hi?? 。 A． K— H— V 型漸開線少齒差行星減速裝置 K— H— V型漸開線少齒差行星減速裝置通常按輸出機構的形式、 減速器的級數、行星齒輪的數目、使用安裝的型式分類。 K— H 型減速器，又稱三環減速器，是由重慶 鋼鐵設計研究院研制成功的專利產品，由浙江平陽機械制造廠、重慶冶金機械制造廠等 制造 和生產，是 1990 年獲國家優秀專利的新型通用減速裝置。此外，少齒差傳動時，不是一對輪齒嚙合，而是 3～ 9 對輪齒同時接觸受力，所以運轉平穩，噪音小，并且相同模數 的情況下，其傳遞力矩比普通圓柱齒輪減速器大。 少齒差行星減速器的設計 第 １ 頁 共 37 頁 少齒差行星減速器的設計 前言 少齒差行星齒輪傳動技術是一種新型的機械傳動技術，由于它具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、效率高等優點，而且能適應特種條件下的工作，已引起國內外工程界的重視。基于以上特點，小到機器人的關節，大到冶金礦山機械，以及從 要求不高的農用，食品機械，到要求較高的印刷和國防工業都有應用實例。多年的使用情況表明，其技術性能優越，制造成本低，過載能力強，大、中、小功率都適用，其輸出轉矩已達 71kn （一）按輸出機構形式 （ 1） 銷軸式 這種減速器使用歷 史較長，應用范圍較廣，實踐證明效率較高；在高速連續運轉，功率較大或扭矩較大的使用場合下，可采用銷軸式輸出機構 。 1 212 1 12111 ZZZZH H Zii ?? ?? ? 1 111 2 2 1Z Z Z ZH ZZi ? ?? (2) 從公式 2可以看出，為了獲得大的傳動比， 1Z 越大越好，內外齒數差越少越好，當 1Z 一定， 21ZZ =1 時傳動比最大，少齒差減速器可以按實際需要做成一、二、或三、四齒差形式，公式前的負號表示輸入軸與輸出軸轉速相反。 1 0 100 011139。0 0 02 2 02 1 1( ta n ta n ) ( ta n ta n ) ( ta n ta n ) 0aaz z z? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 19） 切齒時的頂切和根切 插齒刀可以視為一個變位齒輪，因此它的齒根部分也有過渡曲線，插齒時，當齒坯的齒頂進入插齒刀的過渡曲線時，就會發生頂切干涉。1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0ta n ( ) ta n ta nb b b bg N N N K ar r r r? ? ?? ? ? ? ? （ 27） 39。1 1 1= + inv a inv???? ； 2 2 1= BOO? ? 。 （ 3） 齒廓重疊干涉，只需要在其中一個特定位置上進行校核，滿足式（ 37）即可，而徑向干涉要在外齒輪輪齒或者刀具在轉出內齒圈前的任何位置均要滿足 H點到連心線的垂線段的長度大于 B 點到連心線的垂線段的長度。國內有幾個單位 多齒接觸問題做過試驗，證明在嚙合瞬間，由于輪齒存在彈性變形，不止一對發生接觸，而是同時幾對齒發生接觸，即理論重合度 ε =。 由金屬材料的機械性能可知，在彈性范圍內材料的變形量與單位作用力成線性關系，兩個圓柱體接觸變形與載荷的關系可以用下式表示： b iiQ ky??? （ 43） 式中： b — 行星外齒輪的齒寬， k— 材質系數， yi? — 沿 Qi 作用力方向的變形量。 設齒輪齒寬 b 與行星外齒輪的分度圓直徑 d1的比值為齒輪的寬度系數，即：1dd b?? （ 55） 又： 1122dTTFt mz?? （ 56） 將上面兩式代入式（ 54）中，經整理得： 3 21 12 FPF S F F A VdT Y Y K K K Km z ????? （ 57） 在少齒差行星傳動中，通常取